Инфоурок / Другое / Другие методич. материалы / Определение твердости металлов и сплавов по методу Бринелля
Обращаем Ваше внимание: Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии (2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации).

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

ПРИЁМ ЗАЯВОК ТОЛЬКО ДО 21 ОКТЯБРЯ!

Конкурс "Законы экологии"

Определение твердости металлов и сплавов по методу Бринелля

библиотека
материалов

hello_html_1b492aa9.png

Комитет по науке и высшей школе

Санкт-Петербургское государственное бюджетное образовательное

учреждение среднего профессионального образования

«Невский машиностроительный техникум»

Лабораторная работа 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТВЁРДОСТИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ПО МЕТОДУ БРИНЕЛЛЯ



МВ.ЛР-02._______ ._______.

группа № в группе

1 Цель работы.

Овладение практическими навыками по определению твёрдости методом Бринелля.

2 Вариант работы - ____ .

3 Материальное обеспечение.

3.1 Прибор ТШ – 2М.

3.2 Оптический микроскоп МПБ-2.

3.3 Калькулятор.

3.4 Образцы из стали, латуни и алюминия.

3.5 Переводные таблицы Бринелля.

4 Задачи и порядок работы.

4.1 Изучить устройство, основные характеристики и работу прибора ТШ – 3М.

4.2 Выбрать значение коэффициента «К» в зависимости от марки металла образца.

4.3 Определить диаметр шарика и нагрузку для выбранного коэффициента «К».

4.4 Установить на приборе требуемые диаметр и нагрузку или выбрать прибор с требуемыми шариком и нагрузкой.

4.5 Установить образец на подставку прибора. Ввести в соприкосновение шарика с образцом путём вращения маховика до упора, опеспечив предварительную нагрузку.

4.6 Включить прибор.

4.7 Только после автоматического выключения прибора освободить образец вращением маховика и снять образец.

4.8 Замерить в двух перпендикулярных направлениях диаметр отпечатка с помощью микроскопа МПБ-2. Результаты замеров занести в таблицу отчёта.

4.9 Определить твёрдость по переводной таблице Бринелля.

4.10 Рассчитать по формуле значение твёрдости и сравнить расчётные данные с табличными значениями. Занести данные в таблицу отчёта.

4.11 Составить отчёт с выводами по работе.

5 Теоретические предпосылки

При измерении твёрдости металлов и сплавов по Бринеллю стальной или из твёрдого сплава шарик вдавливается в образец (деталь) под действием нагрузки, приложенной в течение определённого времени, а после снятия нагрузки измеряется диаметр отпечатка, оставшегося на поверхности (как показано на рисунках 3 и 4 лабораторной работы МВ.ЛР-01). Число твёрдости по Бринеллю определяется по формуле

,

где F

- нагрузка, кг.с;

Dш

- диаметр шарика, мм;

dотп

- диаметр отпечатка, мм.

Минимальная толщина образца S должна быть не менее десятикратной глубины отпечатка hотп и определяется по формуле :

.

В приложении 2 ГОСТ 9012-59 указывается минимальная толщина образца или детали в зависимости от предполагаемой твёрдости по Бринеллю, диаметра шарика и нагрузки. Поверхность образца (детали) должна быть ровной, гладкой, свободной от окисной плёнки. При подготовке поверхности для замера твёрдости необходимо принять меры, исключающие изменение свойств материала. Обработку поверхности можно проводить шлифовкой или напильником с мелкой насечкой. При определении твёрдости диаметром шарика 1мм поверхность должна быть отполирована.

На противоположной стороне образца не должно быть заметно следов деформации. Испытание проводят при температуре 10…35 градусов Цельсия. Образец должен находиться на подставке устойчиво, исключая возможность его перемещения или прогиба во время испытаний. Продолжительность выдержки под нагрузкой должна быть от 10 до15 секунд для чёрных металлов в зависимости от материала и его твёрдости.

Расстояние между центрами двух соседних отпечатков должно быть не менее 4 диаметров отпечатков, а расстояние от центра отпечатка до края детали не менее 2,5 диаметра отпечатка для материалов с твёрдостью менее 350 HB. Диаметр шарика и соответствующую нагрузку следует выбирать так, чтобы диаметр отпечатка находился в пределах от 0,25 до 0,6 Dш. При несоблюдении этих требований необходимо изменить условия испытаний (диаметр шарика и нагрузку). Диаметр отпечатка измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях с помощью микроскопа или других приборов с погрешностью измерения 0,25 % (для шариков диаметром 5 и 10 мм) и 0,5 % (для шариков диаметром 1,2 и 2,5 мм) диаметра шарика и определяют среднее арифметическое двух измерений. При этом разность измерений диаметров одного отпечатка не должна превышать 2 % от меньшего из них.

Испытание проводят с применением нагрузок, зависящих от соотношений коэффициента К (см.таблица 2) и Dш2



Твёрдость по Бринеллю при условиях испытания: диаметре шарика, равного 10 мм, нагрузке 3000кгс при продолжительности выдержки 10…15 секунд – обозначается цифрами, указывающими на величину твёрдости и буквами «HB», например, 185 HB.

При других условиях испытания после букв «HB» указываются условия испытания в следующем порядке: диаметр шарика, величина нагрузки и

продолжительность выдержки под нагрузкой, например,185 HB 5/750/20 (твёрдость 185 HB определена с применением шарика диаметром 5 мм, при нагрузке 750 кгс и продолжительностью выдержки под нагрузкой 20 секунд).

Буквы «HB» употребляются при применении стального шарика для металлов и сплавов с твёрдостью не более 450 HB, а буквы «HBW» при применении шарика из твёрдого сплава для металлов и сплавов с твёрдостью более 450 HB.



Таблица 1 Определение средней твердости по методу Бринелля

Диаметр

отпечатка

dотп


Числа твердости по Бринеллю при усилии Fкгс, равном KDш2

Диаметр

отпечатка dотп


Числа твердости по Бринеллю при усилии Fкгс, равном KDш2

Диаметр

отпе-чатка

dотп


Числа твердости по Бринеллю при усилии Fкгс, равном KDш2

30Dш2

10Dш2

30Dш2

10Dш2


30Dш2

10Dш2

2,00

946

315

3,55

293

97,7

5,05

140

46,5

2,05

899

300

3,60

205

94,9

5,10

137

45,5

2,10

856

285

3,65

277

92,3

5,16

134

44,6

2,15

817

272

3,70

269

89,7

5,20

131

43,7

2,20

780

260

3,75

262

87,2

5,25

128

42,8

2,25

745

248

3,80

255

84,9

5,30

126

41,9

2,30

712

237

3,85

248

82,6

5,35

123

41,0

2,35

682

227

3,80

241

80,4

5,40

121

40,2

2,40

653

218

3,95

235

78,3

5,45

118

39,4

2,45

627

209

4,00

229

76,3

5,50

116

38,6

2,50

601

200

4,05

223

74,3

5,55

114

37,9

2,55

578

193

4,10

217

72,4

5,60

111

37,1

2,60

555

185

4,15

212

70,6

5,65

109

36,4

2,65

534

178

4,20

207

68,8

5,70

107

35,7

2,70

514

171

4,25

201

67,1

5,75

105

35,0

2,75

495

165

4,30

197

65,5

5,80

103

34,3

2,80

477

159

4,35

192

63,9

5,85

101

33,7

2,85

461

154

4,40

187

62,4

5,90

99,2

33,1

2,00

444

148

4,45

183

60,9

5,95

97,3

32,1

2,95

429

143

4,50

179

59,5

6,00

95,5

31,8

3,00

415

138

4,55

174

58,1

6,05

93,7

31,2

3,05

401

134

4,60

170

56,8

6,10

92,0

30,7

3,10

388

129

4,65

167

55,5

6,15

90,3

30,1

3,15

375

125

4,70

163

54,3

6,20

88,7

29,6

3,20

363

121

4,75

159

53,0

6,25

87,1

29,0

3,25

352

117

4,80

156

51,9

6,30

85,5

28,5

3,30

341

114

4,85

152

50,7

6,35

84,0

28,0

3,35

331

110

4,90

149

49,6

6,40

82,5

27,5

3,40

321

107

4,95

146

48,6

6,45

81,0

27,0

3,45

3,50

311

302

104

101

5,00

143

47,5

6,50

79,6

26,5

Примечание. При диаметре шарика Dш5 мм, расчетный диаметр отпечатка увеличивать в 2 раза, а при диаметре шарика Dш 2,5 мм - в 4 раза. К - коэффициент, равный отношению усилия к квадрату диаметра шарика.





Таблица 2 Определение коэффициента К

Наименование металлов и сплавов

Коэффициент К

Твёрдость, HB

Железо, сталь и другие высокопрочные сплавы

30

96…450

Титан и его сплав

15

50…220

Алюминий, медь, никель и их сплавы

10

32…200

Магний и его сплавы

5

160…100

Подшипниковые сплавы

2,5

8…50

Олово, свинец

1

3,2… 20

Таблица 3 Выбор диаметра шарика и нагрузки

Диаметр

шарика,

мм

Нагрузка для коэффициента К

кгс

30

15

10

5

2,5

1

1,0

30

-

10

5

2,5

1,0

2,0

120

-

40

20

10

4,0

2,5

187,5

-

62,5

31,2

15,6

6,2

5,0

750

-

250

125

62,5

25

10,0

3000

1500

1000

500

250

100

Определив нагрузку по таблице 3, коэффициент «К» по таблице 2, выбирают диаметр шарика и нагрузку по таблице 3.

В стандарте ГОСТ 9012 приводятся таблицы твёрдости по Бринеллю при диаметрах шариков 1, 2, 2,5, 5 и 10 мм и соотношениях между испытательной нагрузки и квадратом диаметра ( К ) 1, 2,5, 5, 10, 15 и 30 мм.

Величина твёрдости по Бринеллю не имеет точного перевода их в другие величины твёрдости или характеристик прочности на растяжение.

Ориентировочно между временным сопротивлением и твёрдостью по Бринеллю при продолжительности выдержки под нагрузкой 15 секунд следующие зависимости:

- для стали ;

- для латуни , МПа.

В отчёте данные по замерам твёрдости следует привести по форме таблицы 4.

Таблица 4 Результаты определения твёрдости по методу Бринелля

образца

Материал

образца

Шарик

К,

кгс/мм2

F,

кгс

dотп, мм

HB

(HBW)

,

МПа

Dш,

мм

материал

1

2

ср.

1











2











3











4











5











6













7


Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 25 октября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Общая информация

Номер материала: ДБ-079830

Похожие материалы